建筑用钢表面镀层制备与耐蚀性能研究

为了提升建筑用Q345钢的表面耐蚀性能,采用化学镀的方法在建筑用钢表面制备了Ni-P和Ni-P-PTFE(聚四氟乙烯)复合镀层,考察了PTFE乳液浓度对表面镀层显微形貌和耐蚀性能的影响。结果表明,Ni-P镀层和Ni-P-PTFE镀层中均可见非晶态结构,在镀液中加入PTFE后Ni-P-PTFE镀层中还形成了Fe_(3)C和P_(4)S_(3)相。在镀液中加入不同浓度PTFE乳液后,Ni-P-PTFE镀层的Ni/P原子比有不同程度降低(介于4.08~5.04),但随着PTFE乳液浓度增加,镀层中F元素含量逐渐升高、Ni/P原子比逐渐增大。PTFE乳液浓度为0.4 mL/L时Ni-P-PTFE镀层表面较为平整、光滑,镀层表面由于脱氢反应而形成的微孔消失。不同浓度PTFE乳液的Ni-P-PTFE镀层的耐蚀性能都优于Ni-P镀层,且PTFE乳液浓度为0.4 mL/L时镀层的耐蚀性最好,在建筑用Q345钢表面制备Ni-P-PTFE镀层可以获得良好的耐蚀性,适宜的PTFE乳液浓度为0.4 mL/L。

水热处理抗生素菌渣制备固体生物燃料

以生物超胶体形式存在的抗生素菌渣既是一种危害严重的环境污染物又是一种生物质资源,但因高含水且难以机械脱除而制约其处理和高效利用.借助水热技术,抗生素菌渣的沉淀、脱水及干燥性能得以显著改善,获得的固体生物燃料固含率和热值随水热处理温度和历时的增加而增大,但过于苛刻的水热条件易生成焦油甚至发生碳化.在优化的水热条件200℃、30～60 min下,固体生物燃料固含率52％～55％（质量分数,下同）、热值约14 MJ·kg-1,固体回收率65％～75％.通过部分转化非凯氏有机氮（NKON）为凯氏有机氮（KON）并最终主要以氨氮（NH＋-N）形式进入液相的迁移途径,菌渣中45％以上的氮在水热处理过程中被脱除.经水热无害化处理的抗生素菌渣液体产物的COD高于20×104 mg·L-1,具备良好的生物气生产潜力.水热技术被证实是针对包括抗生素菌渣在内的生物发酵制药过程残渣无害化处理和资源化利用预处理的有效技术.

氟化SiO_(2)-环氧树脂超疏水涂层水泥砂浆耐久性能研究

以往的研究表明,超疏水涂层能够隔绝或减少水的渗透,是水泥混凝土显著提升耐久性能手段之一。研究了氟化Si O_(2)-环氧树脂(EP)超疏水涂层水泥砂浆表面的耐磨性能和附着力强度,通过吸水率,抗渗性能和抗氯离子渗透性能分析了水泥砂浆耐久性能。结果表明:该涂层与水泥砂浆具有良好的黏结性能,在100、200 g负载下磨损50次后涂层仍具有超疏水性,并且通过胶带粘贴3次后附着力等级仍有2级;超疏水涂层砂浆具有良好的拒水能力,其吸水率、渗水深度和电通量分别比普通砂浆降低了44%、70%、40%,抗渗等级达到P14以上。

基于静态好氧工艺的厨余垃圾堆肥特性及微生物多样性

应用一种新型发酵筒进行厨余垃圾静态好氧堆肥,探究堆肥过程中理化性能参数的变化以及微生物群落的演变规律。结果表明,堆肥物料的含水率、有机质和碳氮比均有所降低,总养分含量基本保持不变。最终堆肥产品的有机质含量、总养分、水分、pH分别为66.2%、7.49%、18.5%、7.70,技术指标满足《有机肥料》(NY/T 525—2021)的相关要求。堆肥过程中厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为优势细菌门,子囊菌门(Ascomycota)为优势真菌门。堆肥开始至高温阶段,主要细菌群落由枝芽孢杆菌属(Virgibacillus)和葡萄球菌属(Staphylococcus)组成,而在堆肥中温冷却阶段,优势菌群迅速转变为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas),且微生物多样性和物种丰富度较高。

金属盐溶液水热制备桉树皮水热炭及其Cr(Ⅵ)吸附性能评价

生物质炭材料易制备且吸附性能优越,在水体中重金属污染处理方面极具应用前景。本文以不同金属盐(氯化盐、硝酸盐和硫酸盐)作为改性剂,通过一步水热法成功合成了桉树皮水热炭,研究了水热炭对水溶液中的六价铬(Cr(Ⅵ))的吸附性能。确定了氯化盐为最佳改性剂,并通过研究不同金属氯化盐溶液浓度和水热温度对水热炭吸附性能的影响,优化了水热炭的制备条件。

环保视角下农业废弃物处理问题研究——以微生物抗生素抗性基因研究为例

为研究农业废弃物好氧发酵过程中抗生素抗性基因的影响,采用宏基因组学分析了15个堆肥样品中抗生素抗性基因(ARGs)在堆肥过程中的变化趋势。结果表明,好氧发酵过程中ARGs的相对丰度并未被显著削减,且在不同发酵阶段都发现了多种ARGs存在。总丰度前10的ARGs分别为bacA、lun、erm、fos、tet_efflux、ant、sul、cml、mph及meca。氮、磷及含水率等环境因子对某些ARGs有一定程度的影响。

生活垃圾灰渣对生物质热解油特性的影响

生活垃圾热解焚烧产生的热灰渣可以作为热解过程的热载体。为了探究灰渣对生物质热解过程的影响,将生活垃圾灰渣与废纸屑掺混后在水平管式炉中进行热解实验,探究在不同热解温度和灰渣种类下废纸屑热解油的产率和成分变化。按照1∶1的比例分别掺混A灰和B灰后,在600℃下热解油产率分别下降了11.36%wt和4.93%wt。随着热解温度由400℃提高到600℃,热解油的产率均增大。通过GC-MS对热解油进行成分分析发现加入灰渣后热解油中的乙二醇单丁醚(NBE)含量增大;而酚类、酮类、呋喃类、醛类和有机酸含量降低,尤其是醇类和酯类无法检出,预示着热解油毒性和腐蚀性减弱。结果表明生活垃圾灰渣的掺入一定程度地提高了生物质热解油的品质。

水热处理医疗废物的反应特性研究

为探索医疗废物(医废)能源化利用新方法,研究了不同温度、时间等水热处理条件下聚氯乙烯(PVC)和医废模型物的产物分布及其特性。结果表明,当PVC在300℃下反应30 min时,固体产物回收率为41.7%。对液体产物的Cl-1和总有机碳(TOC)浓度的分析发现,在此条件下PVC几乎只有氯转化为液态。当水热温度从220℃上升到280℃,反应时间为30 min时,医废模型物的固体产物回收率从56.7%降至34.1%。医废模型物的质量损失主要是因为PVC中氯的脱除和生物质的降解。研究结果表明,水热处理可以脱除医废中的氯,其产物具有作为固体燃料的潜力。

生物质热解的典型影响因素及技术研究进展

生物质通过热解可以获得热解气、生物油以及生物炭,实现其资源化、清洁高效利用。文章阐述了生物质热解过程中的反应机理,探讨了不同热解条件(如温度、升温速率和热解气氛)以及不同预处理方式(如烘焙、干燥、酸洗和水热)对生物质热解特性的影响。基于催化剂特性差异将用于生物质热解的催化剂分为固体酸和碱基催化剂并进行概述。在总结前人研究进展的基础上,梳理了有热载体和无热载体的生物质热解反应器的发展进程,针对生物质热解的研究因素较为单一的现状,提出通过围绕"微观结构-宏观调控"开展多尺度、定向调控、高效制备热解产物的方法,并对热解过程中自由基的变化研究不足以及热解催化剂失活等问题提出了展望,从而为生物质热解技术的发展提供理论依据,加快实现我国生物质的资源化利用。

低阶煤热解影响因素及其工艺技术研究进展

我国低阶煤储量巨大,全组分高效利用煤炭资源有助于确保我国能源安全,低阶煤热解可得到高值化的煤气、焦油以及半焦,实现其高值化梯级利用。通过低阶煤热解过程3个阶段阐明了其热解机理,分析了煤阶、温度、粒径、升温速率、气氛等热解条件以及酸洗、水热、溶胀、离子液体等预处理方法对低阶煤热解反应特性的影响。催化热解通过定向调控获取高品质热解产物,基于催化剂特性的差异和催化行为的不同,分类梳理了不同催化剂对低阶煤催化热解的影响,包括分子筛、过渡金属化合物、碱金属化合物、天然矿石等。在论述低阶煤热解技术的研究现状和最新进展的基础上,对低阶煤固体热载体、气体热载体以及内构件移动床热解工艺技术进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望,以促进我国低阶煤热解技术的发展。

构建虚实一体的《水污染控制工程》教学模式

《水污染控制工程》是环境工程专业的专业基础课,该课程是介绍利用各种物理、化学和生物的方法控制和消除水体污染。在教学过程中,如何将课堂教学与实践教学有机结合,对学生更好地贯彻理论并联系实践,有着重要的作用。本研究通过构建虚实结合的《水污染控制工程》实践教学体系,在《水污染控制工程》这门环境工程专业必修课的理论教学过程中设置不同种类废水处理实践单元操作环节,结合案例教学模式,加强学生在水处理过程的实际操作能力、应变能力,以及提高分析和解决实际问题的能力。

生物质与低阶煤共热解特性研究及其技术进展

在阐述生物质与低阶煤单独热解和混合共热解过程的基础上,分析加热速率、温度、混合比例、生物质种类和粒径等参数对协同作用的影响。基于生物质与低阶煤热解技术的现状与最新进展,对间接与直接加热工艺在共热解上的应用进行综述。归纳生物质的供氢作用、碱金属的催化作用以及热解产物之间的相互作用使共热解产生协同作用以及红外与Aspen Plus软件等促进协同作用的建议,并提出共热解产物定向调控的反应机理与红外热解调控放大等相关展望。

活化温度对桉树皮基活性炭的特性影响及吸附性能研究

以速生桉树(Eucalyptus robusta)皮为原料,焦磷酸钾为活化剂,采用响应曲面法研究了不同剂料比、活化温度、升温速率及活化时间对制备活性炭的影响。借助X射线衍射(XRD)、比表面积和孔隙分析仪、傅里叶红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(laser-Raman spectrum)等分析方法对不同炭化温度下制备的活性炭进行物理化学性质的表征,并考察其对碘和盐酸四环素的吸附性能。结果显示,通过二次多项模型得到的最佳制备条件为:剂料比0.9,活化温度710℃,升温速率30℃·min-1,活化时间30 min,制备的活性炭比表面积为611.373 m2·g-1,总孔容积为0.537 9 cm3·g-1,平均孔径为3.52 nm,对碘的吸附值为1 225 mg·g-1。该活性炭对盐酸四环素的吸附受孔径分布和表面化学性质的共同控制,吸附行为符合Langmuir等温吸附模型。

速生桉树皮基活性炭的制备及吸附特性

为研究不同剂料比、炭化温度、升温速率以及炭化停留时间对制备速生桉树皮基活性炭的影响,采用响应曲面法设计实验,借助比表面积和孔隙分析、傅里叶红外光谱(FTIR)、激光拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法对活性炭进行了物理化学性质的表征,并考察了最优条件下制备的活性炭对环丙沙星的吸附性能。结果显示,剂料比和升温速率对速生桉树皮基活性炭碘吸附值影响显著,通过二次多项模型得出最优工艺条件为:剂料比0.861,温度为713.791℃,升温速率为30℃/min,炭化停留时间为30 min,制备得到的最优活性炭样品(C-Y)的碘吸附值为1225 mg/g,比表面积为611.373 m^2/g,孔体积为0.5379 cm^3/g,平均孔径为3.52 nm。当环丙沙星初始浓度为200 mg/L,吸附平衡时间为24 h,C-Y对环丙沙星的吸附量达到122.5 mg/g,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附过程遵循拟一级动力学模型。

基于网络教学平台的混合式教学模式建构

教学改革是高等教育改革的难点问题。当前,互联网+背景下慕课与翻转课堂的融合是教学改革的热点,本文构建了混合式教学具体措施:课程典型问题集、典型案例库和立体化教材资源库构建、MOOC或SPOC+线上线下交互活动、SPOC+翻转课堂教学模式和范式,并提出改革意义,对教学改革具有一定的参考价值和指导意义。

水泥窑协同处置铅锌尾矿过程中排放重金属的健康风险评估

为了研究水泥厂在协同处置铅锌尾矿过程中原料部分、生料部分、煤粉准备部分、熟料制成部分、成品部分等个工艺部分中由重金属引起的人体健康风险情况,对原料、生料、煤料和制造水泥的各种设备排放出的粉尘进行采集,对各个样品中的重金属含量进行分析,采用US EPA的RAGS模型与《中国人群暴露参数手册(成人卷)》的结合在前掺铅锌尾矿的情况下估算厂内工人可能会面临的健康风险。

CO-SCR催化剂的研究进展

通过CO-SCR反应可以同时去除存在于烟气之中的CO和NO两种污染物,而这一过程的核心是催化剂。因此本文综述了CO-SCR催化剂近年来的研究进展,重点分析了前驱体、载体、掺杂改性等因素对催化剂的影响。最后提出了目前催化剂发展的难点并催化剂的研究和发展给出了一些建议。

稻壳与聚氯乙烯共热解的特性及动力学

在热重分析仪中进行了稻壳和聚氯乙烯(PVC)的共热解实验,结果显示:在共热解时稻壳开始剧烈热解的温度相比单独热解时大幅度降低,由350℃降至300℃,表明掺入PVC降低了稻壳的热解温度。在升温速率为20℃/min,稻壳和PVC比例为2∶1(质量比)时,混合热解协同效应最明显。3种动力学分析方法均证明共热解现象的存在。利用Coats-Redfern法进行动力学分析,发现共热解活化能普遍较单独热解时低,表明PVC与稻壳共热解有明显的相互作用。利用Ozawa法进行分析,发现转化率为20%~60%阶段下共热解平均活化能值为37.60 kJ/mol,低于稻壳单独热解的平均活化能41.45 kJ/mol。Friedman法分析结果显示对应转化率下共热解活化能均低于稻壳单独热解活化能。稻壳和PVC共热解倾向于反应动力学控制。

厨余垃圾静态生物干化的过程特性及其微生物群落演替

提出厨余垃圾协同园林绿化垃圾及返料的静态生物干化工艺,并探讨了静态生物干化过程的温度、含水率等指标的变化规律,利用宏基因组学技术对生物干化过程中的微生物群落结构的演替进行了探究。结果表明,静态生物干化技术升温速率快,4 h内即可让物料从室温升至65℃以上。料堆的含水率在48 h内由36%迅速降低至20%左右。该过程中主要作用的菌门有厚壁菌(Firmicutes)和放线菌(Actinomycetes)。属层面分析则发现,主导的菌属有芽孢杆菌属(Bacillus)、糖单孢菌属(Saccharomonas)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和高温放线菌属(Thermoactinomycetes)。静态生物干化工艺使物料主要处在高温发酵段,微生物群落结构和代谢通路相对稳定,保证了工业化操作的稳定性和高效率,是一种具有广泛应用潜力和前景的生物干化新策略。

生活垃圾灰渣对生物质的热解特性及动力学的影响

生活垃圾热解焚烧产生的热灰渣可以作为热解过程的热载体。为研究灰渣对生活垃圾中生物质热解的影响,在热重分析仪中将生活垃圾的典型组分木屑和纸屑分别与2种垃圾灰渣混合热解,并进行热解动力学研究。结果表明,城市生活垃圾的热解焚烧炉灰渣(A灰)可以提高木屑和纸屑的热解转化率,比理论值高出4%～5%。农村生活垃圾热解焚烧炉的灰渣(B灰)对纸屑热解具有促进作用,但对木屑的热解没有显著影响。动力学研究表明,混入A灰后,木屑热解的第1、第2阶段的表观活化能都大幅降低,与其提高木屑的热解转化率的结果相一致。B灰也使得木屑的热解第1阶段活化能降低。此外,A灰和B灰均可以显著降低纸屑第1段热解的活化能。